第一节　三维地质数据模型

三维地质图形就是使用适当的数据结构在计算机中建立起能反映地质构造的形态、各构造要素之间的关系以及地质体空间分布等地质特征的3D图形，用来表达地质构造的形态、特征以及三维空间物性参数分布规律。

空间数据模型是实现三维显示和空间分析的前提和基础，目前使用的各种三维数据结构应用于不同的空间情况，侧重点有所不同，在功能上也存在不小的差异。按Rongxing Li（1994）的研究，三维地质数据模型主要可分为基于面表示的数据结构和基于体表示的数据结构，随着研究工作的不断深入，又出现了混合数据结构和面向对象的数据结构。

（一）基于面表示的数据结构

基于面表示的数据结构是通过表面信息来描述对象。它包括格网结构（Grids）、形状结构（Shape）、面片结构（Facets）、边界表示（Boundary Representation）和样条函数模型等。如最为常见的规则网格（Grid）、不规则网格（TIN）就是基于面建立地质体表面模型的常用方法。

（二）基于体表示的数据结构

基于体表示的数据结构是通过体信息来描述对象。这类数据结构包括：3D栅格结构（Arrays）、针状结构（Needle）、八叉树（Oetree）、结构实体几何法（CSG）和不规则四面体结构（TEN）。其中，CSG适于表示规则形状的对象，3D栅格结构、八叉树和针状结构适于表示不规则形状的对象，而TEN则既可以用来表示规则形状的对象，也可以表示不规则形状的对象。

（三）混合数据结构

混合数据结构之所以成为表达三维地质实体最有效的选择，主要是因为各种不同的数据结构既有其独特的优点，又有不可避免的缺陷，很难发展一种兼有各种数据结构的优点、且适用于各种情况的数据结构，多种数据结构在表达不同对象、面向不同目标、实现多尺度多分辨率表示方面的互补性为其混合提供了基础。三维混合数据结构可分为互补式混合、转换式混合、链接式混合以及集成式混合等几种情况。

（四）面向对象的数据结构

采用面向对象技术表达复杂对象和拓扑关系的优点在于可以实现层次结构和对象嵌套。它不仅支持变长记录，而且支持对象的集合，是理想的三维地质数据模型。经过不断地研究探索，面向对象技术在三维建模中的应用已经取得较大的进展，面向对象的思想已广泛应用于地质概念模型、逻辑模型、系统设计和系统实现，面向对象的数据模型将成为对多种数据结构进行统一和集成的有效手段，面向对象数据库管理系统和面向对象的软件系统已经开始走向市场。